Проявление субаквальных образований газовых гидратов в электромагнитном переходном процессе

Евгений Валерьевич Агеенков; Екатерина Андреевна Гордиенко

doi:10.17308/geology/1609-0691/2025/1/80-88

Евгений Валерьевич Агеенков Институт нефтегазовой геологии и геофизики Сибирского отделения российской академии наук (ИНГГ СО РАН), Новосибирск https://orcid.org/0009-0002-5677-7911
Екатерина Андреевна Гордиенко ООО "Бентонит Хакасии", Черногорск https://orcid.org/0009-0002-2848-365X

DOI: https://doi.org/10.17308/geology/1609-0691/2025/1/80-88

Ключевые слова: геоэлектрическая модель, газовые гидраты, гальванически вызванная поляризация, индукционно вызванная поляризация, переходный процесс, модель Коула–Коула, аквальная геоэлектрика, многоразносная осевая электрическая установка

Аннотация

Bведение: выявление скоплений газовых гидратов (ГГ), как в качестве полезного ископаемого, так и в качестве нестабильного компонента техносферы, является важной задачей. Запасы газа в газогидратном состоянии довольно велики и превышают его запасы в свободном состоянии, что, наряду с предполагаемыми объёмами мировых запасов, делает газовые гидраты одним из самых перспективных видов энергоресурсов. Очевидным достоинством газогидратных залежей также являются малые глубины залегания (в сравнении с традиционным газом) и их широкое распространение в приповерхностных слоях литосферы, в том числе и на акваториях.

Методика: в основе исследования численный эксперимент – сравнение результатов решения электромагнитной (ЭМ) прямой задачи для нормальной и аномальной одномерной проводящей поляризующейся геоэлектрической модели.

Результаты и обсуждение: предложены геоэлектрические модели субаквальных скоплений ГГ для условий пресноводного и морского бассейна, сделаны расчёты ЭМ сигнала на разных по размерам электрических установках. На основе разности аномального и нормального сигналов и их невязки сделаны выводы о проявлении аномального объекта.

Заключение: исследование аномального эффекта ГГ показали возможность их обнаружения электрическими установками. На пресноводном водоёме в переходном процессе проявляется поляризационный сигнал, связанный с газогидратной толщей. Для условий морской акватории присутствие ГГ контрастнее проявляется при его выходе на морское дно, при появлении перекрывающего слоя многолетнемерзлых пород (ММП) аномальный эффект снижается, особенно сильно для установок с небольшим по длине источником. В целом, исследуемый объект контрастно проявляется в измерениях электрическими линиями. Большая доля аномального эффекта связана с контрастностью объекта по УЭС и проявляется во время ранней стадии переходного процесса (РСПП). Аномальный эффект, связанный с поляризационными свойствами (в поздней стадии становления), проявляется на меньших по размерам установках, но по амплитуде невязки он уступает аномальному эффекту во время РСПП.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Евгений Валерьевич Агеенков, Институт нефтегазовой геологии и геофизики Сибирского отделения российской академии наук (ИНГГ СО РАН), Новосибирск

к.г.-м.н., с.н.с., Институт нефтегазовой геологии и геофизики сибирского отделения российской академии наук (ИНГГ СО РАН), Новосибирск, РФ

Екатерина Андреевна Гордиенко, ООО "Бентонит Хакасии", Черногорск

геолог ООО "Бентонит Хакасии", Черногорск, РФ

Литература

1. Makogon Yu. F. Prirodnyye gazovyye gidraty [Natural gas hydrates]. Rasprostraneniye, modeli obrazovaniya, resursy − Dissemination, education models, resources, 2012, no. 3, pp. 70–79 (In Russ.)
2. Molotov S. A., Abbazova Ye. V., Nekrasova K. M. Gazovyye gidraty i ikh ekologicheskoye znacheniye [Gas Hydrates and Their Ecological Significance]. Byulleten' nauki i praktiki − Bulletin of Science and Practice, 2016, no. 4, pp. 74−78 (In Russ.)
3. Vorob'yev A. Ye., Malyukov V. P. Gazovyye gidraty. Tekhnologii vozdeystviya na netraditsionnyye uglevodorody: Ucheb. Posobiye [Gas Hydrates. Technologies of Impact on Unconventional Hydrocarbons: Textbook. Manual]. Moscow, RUDNpubl., 2009, 289 p. (In Russ.)
4. Khlystov O. M., Nishio Sh., Manakov A. Yu., Sugiyama Kh., Khabuyev A. V., Belousov O. V., Grachev M. A. Opyt kartirovaniya krovli pripoverkhnostnykh gazovykh gidratov ozera Baykal i izvlecheniye gaza iz nikh [Experience of mapping the roof of near-surface gas hydrates of Lake Baikal and gas extraction from them]. Geologiya i Geofizika − Geology and Geophysics, 2014, vol. 55, no. 9, pp. 1415–1425 (In Russ.)
5. Shakirov R. B., Obzhirov A. I., Shakirova M. V., Mal'tseva Ye. V. O gazogidratakh okrainnykh morey Vostochnoy Azii: zakonomernosti genezisa i rasprostraneniya (obzor) [On gas hydrates of the marginal seas of East Asia: patterns of genesis and distribution (review)]. Geosistemy perekhodnykh zon − Geosystems of transition zones, 2019, vol. 3, no. 1, pp. 65–106 (In Russ.)
6. Bogoyavlenskiy V. I., Yanchevskaya A. S., Bogoyavlenskiy I. V., Kishankov A. V. Gazovyye gidraty na akvatoriyakh Tsirkumarkticheskogo regiona [Gas Hydrates in the Circumarctic Region]. Arktika: ekologiya i ekonomika − Arctic: ecology and economy, 2018. no. 3 (31), pp. 42–55 (In Russ.)
7. Petrov A. A. Vozmozhnosti metoda formirovaniya elektricheskogo polya pri poiske uglevodorodov v shel'fovykh zonakh [Possibilities of the electric field formation method when searching for hydrocarbons in shelf zones]. Geofizika − Geophysics, 2000, no. 5, pp. 21–26 (In Russ.)
8. Pelton W. H., Ward S. H., Hallof P. G., Sill W. R., Nelson P. H. Mineral discrimination and removal of inductive coupling with multifre-quency IP. Geophysics, 1978, vol. 43, pp. 588–609.
9. Bashkuev Yu. B, Advokatov V. R., Khaptanov V. B., Buyanova D. G., Angarkhayev L. Kh. Байкал Elektromagnitnyye kharakteristiki akvatorii oz. Baykal [Electromagnetic characteristics of the water area of Lake Baikal]. Geologiya i Geofizika − Geology and Geophysics,1993, vol. 34, no. 9, pp. 118−126 (In Russ.)
10. Balkhanov V. K., Bashkuev Yu. B., Angarkhaeva L. Kh., Advokatov V. R., Dembelov M. G., Khaptanov V. B. Vosstanovleniye dvukhsloynogo geoelektricheskogo razreza dlya pribrezhnoy zony ozera Baykal [Reconstruction of a two-layer geoelectric section for the coastal zone of Lake Baikal]. Zhurnal tekhnicheskoy fiziki − Journal of Technical Physics, 2014, vol. 84, no. 11, pp. 101−105 (In Russ.)
11. Kozhevnikov N. O. Bystroprotekayushchaya induktsionno-vyzvannaya polyarizatsiya v merzlykh porodakh [Fast-decaying inductive IP in frozen rocks]. Geologiya i Geofizika − Geology and Geophysics, 2012, vol. 53, no. 4, pp. 527–540 (In Russ.)
12. Ginzburg G. D., Solov'yev V. A. Geologicheskiye modeli gaz gidratoobrazovaniya [Geological models of gas hydrate formation]. Litologiya i poleznyye iskopayemyye − Lithology and minerals, 1990, no. 2, pp. 76–87 (In Russ.)
13. Stogniy V. V., Korotkov Yu. V. Poisk kimberlitovykh tel metodom perekhodnykh protsessov [Prospecting for kimberlite bodies using the transient process method]. Novosibirsk, Small circulation printing house 2D publ., 2010, 121 p. (In Russ.)
14. Osnovy morskoy elektrorazvedki [Fundamentals of Marine Electrical Prospecting]. Ed. N. I. Kalashnikov, F. L. Dudkin, Yu. B. Nikolaenko, Kiev, Nauka dumka publ., 1980, 206 p. (In Russ.)
15. Ageenkov E. V., Sitnikov A. A., Vodneva E. N. Results of Mathematical Simulation of Transient Processes for the Sea Shelf Conditions. Russian Geology and Geophysics, 2022, vol. 63, no. 7, pp. 1–14. doi:10.2113/RGG20204260
16. Poselov V. A., Kaminskiy V. D., Zholondz S. M., Butsenko V. V., Firsov Yu. G., Zinchenko A. G., Suprunenko O. I., Ivanov M. V. Geofizicheskiye issledovaniya, vneshnyaya granitsa kontinental'nogo shel'fa [Geophysical research, outer boundary of the continental shelf]. 70 let v Arktike, Antarktike i Mirovom okeane: sb. trudov conference [70 years in the Arctic, Antarctic and the World Ocean: coll. Art. all-Russian conference] Saint Petersburg, VNIIOkeangeologiya publ., 2018, pp. 153–170 (In Russ.)
17. Koshurnikov A. V. Osnovy kompleksnogo geokriologo-geofizicheskogo analiza dlya issledovaniya mnogoletnemorzlykh porod i gazogidratov na arkticheskom shel'fe Rossii [Fundamentals of complex geocryological-geophysical analysis for the study of permafrost and gas hydrates on the Arctic shelf of Russia]. Vestnik Moskovskogo Universiteta. Seriya 4. Geologiya − Proceedings of Moscow State University. Series 4. Geology, 2020, no. 3, pp. 116–125 (In Russ.)
18. Kontorovich V. A., Ayunova D. V., Ibragimova S. M., Kalinin A. Yu., Kalinina L. M., Solovyov M. V. Modeli geologicheskogo stroyeniya, seysmostratigrafiya i tektonika osadochnykh basseynov Karskogo morya [Models of geological structure, seismic stratigraphy and tectonics of sedimentary basins of the Kara Sea]. Serial'noye izdaniye: Bureniye i neft' − Serial Edition: Drilling and Oil, 2023, no. 12, pp. 3–15 (In Russ.)
19. Zakharenko V. N., Krakovetskiy Yu. K., Parnachev V. P., Popov L. N. On the electrical conductivity of permafrost rocks. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta − Proceedings of Tomsk State University, 2012, no. 359, pp. 182–188 (In Russ.)
20. Legeydo P. Yu., Mandelbaum M. M., Ryhlinskiy N. I. Differencialno-normirovanniy metod electrorazvedki pri pryamih poiskah zalezhey uglevodorodov [Differential-normalized method of electrical prospecting in direct search for hydrocarbon deposits]. Geofizika − Geophysics, 1995, no. 4, pp. 42–45 (In Russ.)
21. Legeydo P. Yu., Mandelbaum M. M., Ryhlinskiy N. I. Informativnost differencialnih metodov electrorazvedki pri izuchenii polyarizuyuchihsya sred [Informativeness of differential methods of electrical prospecting in the study of polarizable media]. Geofizika − Geophysics, 1997, no. 3, pp. 49–56 (In Russ.)
22. Legeydo P. Yu. Teoriya i tekhnologiya differentsial'no-normirovannoy geoelektrorazvedki dlya izucheniya polyarizuyushchikhsya razrezov v neftegazovoy geofizike: diss. … dokt. geol.-min. nauk [Theory and technology of differential-normalized geoelectrical prospecting for the study of polarized sections in oil and gas geophysics. PhD diss]. Irkutsk publ., 1998, 198 p. (In Russ.)
23. Ageenkov E. V., Sitnikov A. A., Pesterev I. Yu., Popkov A. V. Manifestation of Induction and Induced Polarization in the Case of Axial and Symmetrical Electrical Arrays. Russian Geology and Geophysics, 2020, vol. 61, no. 7, pp. 795–808 (In Russ.) doI:10.15372/RGG2019151
24. Ageenkov E. V., Sitnikov A. A., Vladimirov V. V., Pesterev I. Yu. Transient Electromagnetic Process in the Waters of the Sea Shelf with Axial and Equatorial Electric Installations and a Field Experiment. Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 2023, vol. 59, no. 2, pp. 312–327 (In Russ.) DOI: 10.1134/S1069351323020015